CN1588148A - 可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器 - Google Patents
可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1588148A CN1588148A CN 200410054400 CN200410054400A CN1588148A CN 1588148 A CN1588148 A CN 1588148A CN 200410054400 CN200410054400 CN 200410054400 CN 200410054400 A CN200410054400 A CN 200410054400A CN 1588148 A CN1588148 A CN 1588148A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wavelength
- optical fibre
- locking
- light
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
一种可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器，主光路结构包括一个输入和八个分波输出、两个波长调谐选择组合元件，波长锁定控制结构包括光纤耦合器、光学FP标准具、快速波长调谐滤波器、两个快速光电转换探头、差分放大跟踪信号处理器。波长锁定控制结构通过采集主光路结构的两路光信号予以处理并通过电路反馈控制主光路结构中的波长调谐选择组合元件。本发明的波长调谐选择组合元件在一个光学共享面上并行封装多个光学谐振腔，采用电光聚合物薄膜的电光效应与光学谐振腔多次反射相干原理形成调谐滤波特性，使复用器的每个分波端口的输出具有波长选择与宽带调谐的设计要求，并对每个通道的中心波长予以锁定控制，性能稳定，可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种1×N可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器，由其构成的快速光交换矩阵可应用于光突发交换和光分组交换。属于光通信技术领域。
背景技术
面向互联网业务的下一代光网络，开始由IP over SONET/SDH(因特网协议接入光同步数字网络)向IP over WDM(因特网协议接入波分复用系统)网络发展。IP over WDM又被称为光因特网(optical Internet)，指IP直接接入到WDM网络上或直接接入到光纤上。IP网络对光传输和光交换带宽提出了越来越高的要求。
在过去几年里，建设全光网络的核心设备是光向下路复用设备(OADM)和光交叉连接设备(OXC)。传统OADM和OXC的设计与实现均以“密集波分复用合波/分波器”和“光开关”两类关键器件为核心。根据现有的报道，密集波分复用合波/分波器有三类，分别为介质滤光膜片型(TF-thin film)、波导阵列光栅(AWG-array waveguide grating)、空间体光栅型(Grating)。如1996年美国光学有限公司的迈克尔·A·司考比；玻尔·斯图彼克申请的公开号为1187884的中国专利“光复用器及其制造方法”，采用介质滤光膜片实现的密集波分复用合波/分波器。美国2002年Xerox Corporation的Kubby，Joel A等人申请公开的欧洲专利EP 1310808A2，Monolithic reconfigurable optical multiplexer systems andmethods.采用硅集成阵列波导光栅结构实现的密集波分复用合波/分波器，以及美国ZOLO technologies，INC的Sappey，Andrew D.等2001年申请公开的国际专利WO 01/18577 A1，Dense wavelength division multiplexer/demultiplexerbased on Echelle Grating，采用Echelle体光栅实现的密集波分复用合波/分波器。
然而，上述各种类型的1×N密集波分复用合波/分波器，都存在一个局限性，其输出端口的各通道波长一般为固定波长，而且有些器件，如集成波导型AWG还需要温度控制等。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提出一种可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器，可实现在每个输出通道的波长不为固定波长，可以在所有同时传输的密集波分复用通道波长中选择一个波长，同时使选择波长的速度也非常快，适合于高速光分组或光突发交换用的光交换矩阵。
为实现这样的目的，本发明设计的可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器包括主光路结构和波长锁定控制结构。主光路结构包括一个输入光纤准直器、八个分波输出光纤准直器、一个波长锁定监测输出光纤准直器、两个波长调谐选择组合元件。波长锁定控制结构包括平分光输入光纤耦合器、光学FP(法珀罗)标准具、监控用快速波长调谐滤波器、两个快速光电转换探头、差分放大与跟踪信号处理器、电路控制接口。主光路结构和波长锁定控制结构之间包括信号采集联线和信号反馈控制连线，分别采用光纤和电线连接实现。本发明在一个光学共享面上并行封装多个光学谐振腔，采用电光聚合物薄膜的电光效应与光学谐振腔多次反射相干原理形成调谐滤波特性，并在两个波长调谐选择组合元件之间形成“之”字多次折反滤波的分波/合波，使复用器的每个分波端口的输出波长具有波长选择与宽带调谐的设计要求，并对每个通道的中心波长予以锁定控制。
本发明的总体结构分为两部分：主光路结构和波长锁定控制结构。主光路结构部分包括一个输入光纤准直器、八个分波输出光纤准直器、一个波长锁定监测输出光纤准直器、两个波长调谐选择组合元件、以及一个小耦合比光纤耦合器。每个波长调谐选择组合元件包括一个共享光学平面基片(尺寸为20mm×6mm×2mm)和4个独立光学平面分立基片(尺寸为4mm×4mm×2mm)，每个分立基片上表面镀有增透膜(中心波长1550nm，带宽+/-50nm)，下表面依次镀有氧化铟锡(ITO，indium-tin oxide)透明电极膜、高反膜(中心波长1550nm，带宽+/-50nm，反射率96％～98％)和电光聚合物薄膜(膜厚在4～20微米，电光系数50pm/V)，共享光学平面基片下表面镀有增透膜(中心波长1550nm，带宽+/-50nm)，上表面依次镀有ITO(氧化铟锡)透明电极膜、高反膜(中心波长1550nm，带宽+/-50nm，反射率96％～98％)。4个光学平面分立基片分别与共享光学平面基片在一维纵向排列，并且镀有增透膜的表面相背放置，每个光学平面分立基片与共享光学平面基片严格光学平行，通过紫外光学胶封装成4个光学谐振腔，形成一体化结构的波长调谐选择组合元件。两个波长调谐选择组合元件的放置，根据各自共享光学平面基片上镀有增透膜的表面相背放置，并采用激光焊接平行封装在主光路结构的封装基板上，两者要求基本平行，允许有0～3度的夹角，间隔在15到20毫米。波长调谐选择组合元件的两侧各布置四个输出光纤准直器。输入光纤准直器将单模光纤中传输的激光变换为平行光束，该平行光束的光轴与波长调谐选择组合元件的法线成10～12度夹角，使平行光束在两个基本平行的共享光学平面基片之间成“之”字形折反射行进，在每个“之”字形反射点折射过去的光束将依次被8个输出光纤准直器所接受，最后，波长锁定控制输出光纤准直器则将剩余光功率予以采集。所有10个光纤准直器被激光焊接平行封装在一个基板上。
除了主光路结构部分，波长锁定控制结构部分包括一个平分光输入光纤耦合器、一个光学FP标准具、一个监控用快速波长调谐滤波器、两个快速光电转换探头、一个差分放大与跟踪信号处理器，一个电路控制接口。平分光输入光纤耦合器的两个输出端分别与光学FP标准具和监控用快速波长调谐滤波器相连，光学FP标准具和监控用快速波长调谐滤波器分别通过快速光电转换探头与差分放大与跟踪信号处理器相连。平分光输入光纤耦合器的两个输入端分别与主光路结构的波长锁定监测输出光纤准直器及小耦合比光纤耦合器相连，差分放大与跟踪信号处理器通过电路控制接口和控制引线与主光路结构的两个波长调谐选择组合元件相连。
主光路结构中携带多个波长信息的光波经输入光纤准直器变为平行光束，并在两个波长调谐选择组合元件之间作“之”字形折反射行进，在每个“之”字形反射点折射过去的光束将依次被八个输出光纤准直器所接受，平行光束的反射剩余光功率耦合到波长锁定控制输出光纤准直器。波长锁定控制输出光纤准直器的输出及小耦合比输入光纤耦合器分出的主光路的部分信号经过传输光纤送到波长锁定控制结构中的平分光输入光纤耦合器的两个输入端口，并被分为两部分分别经过光学FP标准具和监控用快速波长调谐滤波器，并由快速光电转换探头转换为电信号送入差分放大与跟踪信号处理器，通过电路控制接口和两组电路反馈控制引线控制两个波长调谐选择组合元件的工作中心波长，实行波长跟踪锁定。
本发明采用波长调谐选择组合元件实现在每个输出波长通道的波长可调，并且增加一个波长监测控制通道，对每个输出波长通道的输出波长予以锁定。采用在一个共享光学平面基片上同时将多个独立光学平面分立基片构成多个光学谐振腔的一体化结构模式，实现了在1500纳米到1600纳米工作的宽带调谐和单个波长选择性。
与现有技术相比，本发明提出的新型1×N(N＝8，16)可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器，采用了电光效应与光学多次反射相干原理相结合的设计，使器件具有了快速的电压调谐性能，满足单波长快速选择的设计要求，同时，借助介质薄膜和sol-gel高速甩转成膜的成熟工艺，以及紫外封装与激光对光激光焊接封装工艺的有效结合，可使器件的稳定性好。因此，本发明突破了传统密集波分复用合波/分波波长固定的局限性，可以实现快速波长调谐，并予以波长锁定，在功能和性能上有较大改变，具有明显效果，适合于高速光分组或光突发交换。
采用本发明的可调谐型波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器可以构成等效交换矩阵，适合于线路交换、光突发交换和光分组交换，如由八个输入1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器和八个输出1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波器交叉连接组成64×64的等效矩阵，由16个输入1×16可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器和16个输出1×16可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波器交叉连接扩展到256×256的等效矩阵。
附图说明
图1为本发明的结构与原理图。
图1中，1为输入光纤准直器，2为右侧四个输出光纤准直器，3为左侧四个输出光纤准直器，4为波长锁定监测输出光纤准直器，5和6为两个波长调谐选择组合元件，7为平行光束，8为小耦合比光纤耦合器，9为主光路结构，10为连接光纤，11为控制引线，12为平分光输入光纤耦合器，13、14为两个锁定用输入光纤耦合器，15为光学FP标准具，16为快速波长调谐滤波器，17、18为两个快速光电转换探头，19为差分放大与跟踪信号处理器，20为电路控制接口，21为波长锁定控制结构。
图2为本发明中波长调谐选择组合元件的结构与工作原理示意图。
图2中，22为共享光学平面基片，23为第一分立基片，24为共享基片增透膜，25为共享基片ITO透明电极膜，26为共享基片高反膜，27为分立基片增透膜，28为分立基片ITO透明电极膜，29为分立基片高反膜，30为分立基片电光聚合物薄膜，31为封装胶，32为第二分立基片，33为第三分立基片，34为第四分立基片，43为分立基片侧面电极，44为共享光学平面基片电极，45为分立引线，46为控制信号公共电极引线。
图3为本发明的波长锁定结构中的波长跟踪控制反馈工作原理图。
图3中，横坐标为波长，纵坐标为归一化强度，35为第一波长标准具传输特性谱线，36为第一波长监控调谐单元信号曲线，37为第二波长标准具传输特性谱线，38为第二波长监控调谐单元信号曲线。
图4为本发明构成的快速可调谐型波长选择光交换矩阵结构图。
图4中，39为八个输入1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器，40为八个输出1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波器，41为第一输入1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器八个输出分波通道，42为第一输出1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波器八个输入合波通道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明的可调谐型波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器结构与原理如图1所示，本发明的总体结构分为两部分：主光路结构9和波长锁定控制结构21。主光路结构9包括一个输入光纤准直器1、左侧四个输出光纤准直器3、右侧四个输出光纤准直器2、波长锁定控制输出光纤准直器4、两个波长调谐选择组合元件5和6、以及小耦合比(95∶5)光纤耦合器8。输入光纤准直器1的输出的平行光束7与右侧四个输出光纤准直器2和波长锁定控制输出光纤准直器4的光轴严格平行。平行光束7经过波长调谐选择组合元件5后的反射光束与左侧四个输出光纤准直器3的光轴严格平行。两个波长调谐选择组合元件5和6采用激光焊接平行封装在主光路结构9的封装基板上，两者要求基本平行，允许有0～3度的夹角，间隔在15到20毫米。左侧波长调谐选择组合元件6上四个分立基片与右侧波长调谐选择组合元件5上四个分立基片的位置上下互相交错。波长调谐选择组合元件6左侧的四个输出光纤准直器3互相平行倾斜布置，分别与波长调谐选择组合元件6上的四个分立基片对应并与其法线成10～12度夹角。波长调谐选择组合元件5右侧的四个输出光纤准直器2互相平行倾斜布置，分别与波长调谐选择组合元件5上的四个分立基片对应并与其法线成负的10～12度夹角。输入光纤准直器1、左侧四个输出光纤准直器3、右侧四个输出光纤准直器2以及波长锁定控制输出光纤准直器4等所有10个光纤准直器均被激光焊接平行封装在主光路结构9的封装基板上。
波长锁定控制结构21包括平分光输入光纤耦合器12(50∶50耦合比)、光学FP标准具15、监控用快速波长调谐滤波器16、两个快速光电转换探头17和18、差分放大与跟踪信号处理器19、电路控制接口20。
平分光输入光纤耦合器12的两个输入端分别与主光路结构9中的波长锁定监测输出光纤准直器4和小耦合比光纤耦合器8相连，平分光输入光纤耦合器12的两个输出端分别经两个锁定用输入光纤耦合器13、14与光学FP标准具15和监控用快速波长调谐滤波器16相连，光学FP标准具15和监控用快速波长调谐滤波器16分别通过两个快速光电转换探头17和18与差分放大与跟踪信号处理器19相连。
主光路结构9中的小耦合比光纤耦合器8(通过光纤10)和波长锁定控制输出光纤准直器4分别与波长锁定控制结构21中的耦合器12的两个输入端口相连(光纤连接)。同时波长锁定控制结构21中的差分放大与跟踪信号处理器19通过电路控制接口20和控制引线11与主光路结构9中两个波长调谐选择组合元件5和6相连(电路连接)
输入光纤准直器1将单模光纤中传输的激光变换为平行光束7，该平行光束7的光轴与波长调谐选择组合元件5的法线成10～12度夹角，使平行光束7在两个基本平行的波长调谐选择组合元件5和6中的共享光学平面基片之间成“之”字形折反射行进，在每个“之”字形反射点折射过去的光束将依次被右侧四个输出光纤准直器2和左侧四个输出光纤准直器3所接受，最后平行光束7的反射剩余光功率耦合到波长锁定控制输出光纤准直器4。
波长锁定控制输出光纤准直器4的输出及小耦合比光纤耦合器8分出的部分主光路信号经过传输光纤10送到波长锁定控制结构21中的平分光输入光纤耦合器12的两个输入端口，并被分为两部分分别经过光学FP标准具15和监控用快速波长调谐滤波器16，并由快速光电转换探头17与18转换为电信号送入差分放大与跟踪信号处理器19，通过电路控制接口20和两组电路反馈控制引线11控制两个波长调谐选择组合元件5与6的工作中心波长，实行差分跟踪锁定。
输入光纤准直器1中N(如N＝8)个光波长(波长λ1，λ2，...，λN)为平行光束7，第一次以斜入射角为10度到波长调谐选择组合元件5，任意一个波长λi被选择进入右侧上方第一输出光纤准直器2，其他N-1个波长，λ1，λ2，...λi-1，λi+1，λN反射进入波长调谐选择组合元件6，同样，在上述剩余的波长中λ1，λ2，...λi-1，λi+1，λN任意一个波长λj(j不等于i)被选择进入左侧上方第一输出光纤准直器3，其他N-2个波长反射进入波长调谐选择组合元件5，剩余N-2个波长中的任意一个波长λk(k不等于i，j)被选择进入右侧上方第二输出光纤准直器2，其他N-3个波长反射进入波长调谐选择组合元件6，剩余N-3个波长中的任意一个波长λm(m不等于i，j，k)被选择进入左侧上方第二输出光纤准直器3，其他N-4个波长反射进入波长调谐选择组合元件5， 剩余N-4个波长中的任意一个波长λn(n不等于i，j，k，m)被选择进入右侧上方第三输出光纤准直器2，其他N-5个波长反射进入波长调谐选择组合元件6，剩余N-5个波长中的任意一个波长λp(p不等于i，j，k，m，n)被选择进入左侧上方第三输出光纤准直器3，其他N-6个波长反射进入波长调谐选择组合元件5， 剩余N-6个波长中的任意一个波长λq(q不等于i，j，k，m，n，p)被选择进入右侧上方第四输出光纤准直器2，其他N-7个波长反射进入波长调谐选择组合单元6，剩余N-7个波长中的任意一个波长λr(r不等于i，j，k，m，n，p，q)被选择进入左侧上方第四输出光纤准直器3，最后剩余通道信号进入监控输出光纤准直器4。
图2为本发明中波长调谐选择组合元件的结构与工作原理图。
如图2所示，波长调谐选择组合元件的总体结构分为两个部分，包括红外石英共享光学平面基片22和四块红外石英光学平面基片：第一分立基片23、第二分立基片32，第三分立基片33，第四分立基片34。在每块平面基片上分别镀有不同膜系，如图2所示，在红外石英共享光学平面基片22上，下表面镀有共享基片增透膜24，上表面自下而上镀有共享基片ITO透明电极膜25，共享基片高反膜26。在第一分立基片23上表面镀有分立基片增透膜27，下表面由上而下，分别镀有分立基片ITO透明电极膜28，分立基片高反膜29，分立基片电光聚合物薄膜30。第二分立基片32、第三分立基片33、第四分立基片34的膜系结构与第一分立基片23一致。在共享光学平面基片22和第一分立基片23之间经过严格对光，使之平行，并形成谐振腔，采用封装胶31予以紫外光预固定。第二分立基片32、第三分立基片33、第四分立基片34的膜系结构和封装方法与第一分立基片23一致。为了提高效应，控制封装胶31的厚薄对谐振腔的自由光谱宽度有较大影响，一般以20～80微米之间。除了上述结构外，在红外石英共享光学平面基片22和四块红外石英分立基片之间还有电路馈电结构，分别为分立基片侧面电极43、共享光学平面基片侧面电极44，以及分立引线45。每个分立基片都有相同的分立基片侧面电极43和分立引线45。共享光学平面基片侧面电极44上连接有控制信号公共电极引线46。各分立基片的分立引线45分别与控制信号公共电极引线46形成一对反馈电压引线。
当在第一分立基片的引线45与控制信号公共电极引线46上外加某一电压值时，在第一分立基片23、共享光学平面基片22之间将形成一个法线方向的直流电场，导致第一分立基片上的电光聚合物薄膜30的折射率的改变，从而使所有斜入射(光轴与法线夹角10度)光波的相位发生改变，导致只有那些相位匹配发生干涉的波长通道会穿过谐振腔，其他波长通道均以等于入射角大小的反射角斜反射，并继续按图1所示的“之”字光路7行进。调节第一分立基片的引线45与控制信号公共电极引线46上电压的大小，施加在电光聚合物薄膜30上的电场也改变，相位随之改变，透过并进入图1右侧四个输出光纤准直器2的上方第一输出光纤准直器的波长被调谐，从而完成图1右侧上方第一输出光纤准直器选择波长的调谐输出。
波长调谐选择组合元件的膜系共享基片增透膜24、共享基片高反膜26、分立基片增透膜27，分立基片高反膜29工作在1500纳米到1600纳米工作的宽带范围，电光聚合物薄膜30的作用可以实现1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器，1×16可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器，具有宽带调谐和单个波长选择性。
图3为本发明的波长锁定结构中的波长跟踪控制反馈工作原理图。
图3将阐述图1中波长锁定跟踪控制反馈工作原理。如图3所示，横坐标为波长，纵坐标为归一化光强度，第一波长标准具传输特性谱线35为图1中光学FP标准具15的传输特性谱线，第一波长监控调谐单元信号曲线36为监控用快速波长调谐滤波器16的传输特性谱线，第一波长标准具传输特性谱线35与第一波长监控调谐单元信号曲线36的峰差值为Δ1，当改变图1中的两个波长调谐选择组合元件5或6的波长调谐选择单元电压，如：图2中第一分立引线45与公共电极引线46之间电压的大小时，将可以调节Δ1的大小，将波长调谐选择组合元件5和6中的对应单元器件工作到ITU-T(国际电信联盟——电信)规定的工作波长通道，即移动第一波长监控调谐单元信号曲线36的峰值到第一波长标准具传输特性谱线35峰值。当调节图1中快速波长调谐滤波器16的窗口至第二波长通道时，可以得到图3中的第二对曲线，即第二波长标准具传输特性谱线37和第二波长监控调谐单元信号曲线38。同样道理，通过判断第二波长标准具传输特性谱线37和第二波长监控调谐单元信号曲线38的峰差值Δ2的大小，将对应波长调谐选择组合元件5和6中的对应单元器件工作到ITU-T规定的对应工作波长通道，以此类推，调节图1中快速波长调谐滤波器16的窗口，可以对所有波长通道进行快速扫描锁定。
图4为由本发明构成的快速可调谐型波长选择光交换矩阵结构图。
如图4所示，快速可调谐型波长选择光交换矩阵主要由八个输入1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器39和八个输出1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波器40组成，每个输入1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器有八个输出分波通道41，每个输出1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波器有八个输入合波通道42。输出分波通道41和输入合波通道42用普通单模光纤相连，具体连接规律如下，将每个输入1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器39的八个输出分波通道41分别连到八个输出1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波器40的一个输入端口42上。如图4连接举例，将左侧八个输入1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器39上方的第一复用分波器的输出端口41的从上而下第一端口与右侧八个输出1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波器40上方的第一复用合波器的输入端口42的从上而下第一端口相连，其次，将左侧八个输入1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器39上方的第一复用分波器的输出端口41的从上而下第二端口与右侧八个输入1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波器40上方的第二复用合波器的输入端口42的从上而下第二端口相连，依次类推，将左侧八个输入1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器39上方的第一复用分波器的输出端口41的从上而下第八端口与右侧八个输入1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波器40上方的第八复用合波器的输入端口42的从上而下第二端口相连。同样，可以将其他端口之间建立相互交叉连接。这样可以构成一个八纤输入八纤输出，每纤八波长，等效64×64的快速光交换矩阵设备。其工作原理如下：当输入端口的任意一个光纤中的某个波长通道(如λi，i＝1，2....8)需要交换到任意一个输出光纤中时，这时，只要将与输入光纤相联的1×8可调谐型波长选择/锁定光密集波分复用分波器39的输出端口41和与输出光纤相联的1×8可调谐型波长选择/锁定光密集波分复用合波器40的输入端口42相互连接的对应一对波长调谐选择单元设置在λi通道上，这样就完成了一个连接。由于所有的连接是相互独立的，可以在同一时刻将所有连接建立好，并且建立时间非常快，在纳秒量级，因此，可以用于线路或分组交换。当采用1×16可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波/合波器及上述结构时，64×64的等效矩阵，可以扩展到256×256的等效矩阵。
实施例1：1×8可调谐型波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器
采用设计参数如下：波长调谐选择组合元件5和6的实际测试指标为：高反膜反射率98.3％，带宽30纳米，中心波长1558纳米，电光聚合物膜厚5微米，电光系数38pm/V，ITO的膜厚为20nm，阻抗为300欧姆/平方英寸。腔间隔50微米，测试结果如下：
响应时间：小于10纳秒；通道间隔：100GHz。
| 插入损耗 | 选择波长通道λ1 | 选择波长通道λ2 | 选择波长通道λ3 | 选择波长通道λ4 | 选择波长通道λ5 | 选择波长通道λ6 | 选择波长通道λ7 | 选择波长通道λ8 |
| 输出端口1 | 5.2dB | 5.5dB | 6.0dB | 5.4dB | 5.4dB | 5.6dB | 5.5dB | 5.2dB |
| 输出端口2 | 5.2dB | 5.4dB | 5.6dB | 5.7dB | 5.5dB | 5.4dB | 5.0dB | 5.3dB |
| 输出端口3 | 5.5dB | 5.5dB | 5.6dB | 5.7dB | 5.8dB | 5.5dB | 5.4dB | 5.4dB |
| 输出端口4 | 5.6dB | 5.5dB | 5.5dB | 5.4dB | 5.8dB | 5.6dB | 5.7dB | 5.8dB |
| 输出端口5 | 6.0dB | 5.8dB | 6.1dB | 5.6dB | 5.9dB | 5.8dB | 5.7dB | 5.9dB |
| 输出端口6 | 6.2dB | 6.4dB | 6.1dB | 6.3dB | 6.4dB | 6.6dB | 6.5dB | 6.2dB |
| 输出端口7 | 6.0dB | 6.1dB | 6.0dB | 6.4dB | 6.3dB | 6.6dB | 6.2dB | 6.5dB |
| 输出端口8 | 6.6dB | 6.5dB | 6.2dB | 6.4dB | 6.5dB | 6.3dB | 6.5dB | 6.2dB |
实施例2：64×64快速可调谐型波长选择光交换矩阵
设计参数同上：波长调谐选择组合元件5和6的实际测试指标为：高反膜反射率98.3％，带宽30纳米，中心波长1558纳米，电光聚合物膜厚5微米，电光系数38pm/V，腔间隔50微米，ITO的膜厚为20nm，阻抗为300欧姆/平方英寸。测试结果如下：
响应时间：小于50纳秒；同步响应：小于20纳秒；通道间隔：100GHz；波长通道数：8；输入光纤通道数：8；输出光纤通道数：8；等效矩阵规模：64×64；最小插入损耗：11.2dB；最大插入损耗：13.3dB。
Claims (5)
1、一种可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器，其特征在于包括主光路结构(9)和波长锁定控制结构(21)，主光路结构(9)包括一个输入光纤准直器(1)、左侧四个输出光纤准直器(3)、右侧四个输出光纤准直器(2)、波长锁定控制输出光纤准直器(4)、两个波长调谐选择组合元件(5、6)、以及95∶5小耦合比光纤耦合器(8)，两个波长调谐选择组合元件(5、6)平行，间隔为15～20毫米，左侧四个输出光纤准直器(3)分别与左侧波长调谐选择组合元件(6)上的四个分立基片对应并与其法线成10～12度夹角，右侧四个输出光纤准直器(2)分别与右侧波长调谐选择组合元件(5)上的四个分立基片对应并与其法线成负的10～12度夹角；波长锁定控制结构(21)包括平分光输入光纤耦合器(12)、两个锁定用输入光纤准直器(13、14)、光学法珀罗FP标准具(15)、监控用快速波长调谐滤波器(16)、两个快速光电转换探头(17、18)、差分放大与跟踪信号处理器(19)、电路控制接口(20)，平分光输入光纤耦合器(12)的两个输出端分别经两个锁定用输入光纤准直器(13、14)与光学FP标准具(15)和监控用快速波长调谐滤波器(16)相连，光学FP标准具(15)和监控用快速波长调谐滤波器(16)分别通过快速光电转换探头(17、18)与差分放大与跟踪信号处理器(19)相连；平分光输入光纤耦合器(12)的两个输入端分别与波长锁定监测输出光纤准直器(4)及小耦合比光纤耦合器(8)相连，差分放大与跟踪信号处理器(19)通过电路控制接口(20)和控制引线(11)与两个波长调谐选择组合元件(5、6)相连；输入光纤准直器(1)输出的平行光束(7)在两个波长调谐选择组合元件(5、6)中的共享光学平面基片之间成“之”字形折反射行进，在每个“之”字形反射点折射过去的光束将依次被右侧四个输出光纤准直器(2)和左侧四个输出光纤准直器(3)所接受，平行光束(7)的反射剩余光功率耦合到波长锁定控制输出光纤准直器(4)，波长锁定控制输出光纤准直器(4)的输出及小耦合比光纤耦合器(8)分出的部分主光路信号经过传输光纤(10)送到波长锁定控制结构(21)中的平分光输入光纤耦合器(12)的两个输入端口，并被分为两部分分别经过光学FP标准具(15)和监控用快速波长调谐滤波器(16)，并由快速光电转换探头(17、18)转换为电信号送入差分放大与跟踪信号处理器(19)，通过电路控制接口(20)和两组控制引线(11)控制两个波长调谐选择组合元件(5、6)的工作中心波长，实行差分跟踪锁定。
2、权利要求1的可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器，其特征在于所述波长调谐选择组合元件(5、6)包括红外石英共享光学平面基片(22)和四个膜系结构相同的红外石英光学平面分立基片，红外石英共享光学平面基片(22)上，下表面镀有共享基片增透膜(24)，上表面自下而上镀有共享基片ITO透明电极膜(25)、共享基片高反膜(26)，在各分立基片(23、32、33、34)的上表面镀有增透膜(27)，下表面由上而下分别镀有ITO透明电极膜(28)、高反膜(29)、电光聚合物薄膜(30)，在共享光学平面基片(22)和各分立基片之间经过严格对光，使之平行，并形成谐振腔，采用封装胶(31)予以紫外光预固定，每个分立基片都有相同的分立基片侧面电极(43)和分立引线(45)，共享光学平面基片电极(44)上连接有控制信号公共电极引线(46)，各分立基片的分立引线(45)分别与控制信号公共电极引线(46)形成一对反馈电压引线；调节分立引线(45)与控制信号公共电极引线(46)上电压的大小，施加在电光聚合物薄膜(30)上的电场也改变，相位随之改变，透过并进入右侧四个输出光纤准直器(2)的上方第一输出光纤准直器的波长被调谐，从而完成选择波长的调谐输出。
3、权利要求2的可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器，其特征在于所述封装胶(31)的厚度为20～80微米。
4、权利要求2的可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器，其特征在于所述波长调谐选择组合元件(5、6)中的共享基片增透膜(24)、共享基片高反膜(26)、分立基片增透膜(27)及分立基片高反膜(29)工作在1500～1600纳米工作的宽带范围。
5、权利要求1或2的可调谐型波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器的应用，其特征在于由八个输入1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器(39)和八个输出1×8可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波器(40)交叉连接组成64×64的等效矩阵，或由16个输入1×16可调谐波长选择/锁定光密集波分复用分波器和16个输出1×16可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波器交叉连接扩展到256×256的等效矩阵，应用于光突发交换和光分组交换。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410054400 CN1243262C (zh) | 2004-09-09 | 2004-09-09 | 可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410054400 CN1243262C (zh) | 2004-09-09 | 2004-09-09 | 可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1588148A true CN1588148A (zh) | 2005-03-02 |
| CN1243262C CN1243262C (zh) | 2006-02-22 |
Family
ID=34603117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200410054400 Expired - Fee Related CN1243262C (zh) | 2004-09-09 | 2004-09-09 | 可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1243262C (zh) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1694389B (zh) * | 2005-05-23 | 2010-04-28 | 电子科技大学 | 一种光纤法珀传感器波分频分复用系统 |
| CN1874195B (zh) * | 2006-06-29 | 2010-05-12 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 基于tff的复用/解复用器roadm |
| CN103325849A (zh) * | 2012-03-21 | 2013-09-25 | 昂纳信息技术（深圳）有限公司 | 一种光器件的封装结构和方法 |
| CN103562766A (zh) * | 2012-10-19 | 2014-02-05 | 刘旭航 | 紧凑型粗波分复用器及其制造方法 |
| CN104155763A (zh) * | 2011-07-13 | 2014-11-19 | 华为技术有限公司 | 分光装置、光复用装置及方法、光分插复用设备 |
| CN107422424A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-01 | 太仓宏微电子科技有限公司 | 一种基于可调谐滤波器的光交换阵列 |
| CN108507686A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-09-07 | 北京科益虹源光电技术有限公司 | 一种激光器中心波长测量的温漂反馈方法及装置 |
| CN108958008A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-12-07 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种汞离子微波钟用光路系统及降低光噪声的方法 |
| CN109031551A (zh) * | 2018-10-10 | 2018-12-18 | 昂纳信息技术（深圳）有限公司 | 一种集成化的分光器件以及一种光学装置 |
| CN111596409A (zh) * | 2019-02-20 | 2020-08-28 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 光传输系统、调度节点、合波节点以及分波节点 |
| WO2020192526A1 (zh) * | 2019-03-22 | 2020-10-01 | 华为技术有限公司 | 模分复用器、模分复用系统、解复用系统及通信系统 |
| CN112384748A (zh) * | 2018-05-15 | 2021-02-19 | 轻物质公司 | 光子处理系统和方法 |
| US11671182B2 (en) | 2019-07-29 | 2023-06-06 | Lightmatter, Inc. | Systems and methods for analog computing using a linear photonic processor |
| US11709520B2 (en) | 2019-02-25 | 2023-07-25 | Lightmatter, Inc. | Path-number-balanced universal photonic network |
-
2004
- 2004-09-09 CN CN 200410054400 patent/CN1243262C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1694389B (zh) * | 2005-05-23 | 2010-04-28 | 电子科技大学 | 一种光纤法珀传感器波分频分复用系统 |
| CN1874195B (zh) * | 2006-06-29 | 2010-05-12 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 基于tff的复用/解复用器roadm |
| CN104155763A (zh) * | 2011-07-13 | 2014-11-19 | 华为技术有限公司 | 分光装置、光复用装置及方法、光分插复用设备 |
| CN104155763B (zh) * | 2011-07-13 | 2017-07-21 | 华为技术有限公司 | 分光装置、光复用装置及方法、光分插复用设备 |
| CN103325849A (zh) * | 2012-03-21 | 2013-09-25 | 昂纳信息技术（深圳）有限公司 | 一种光器件的封装结构和方法 |
| CN103325849B (zh) * | 2012-03-21 | 2016-05-25 | 昂纳信息技术（深圳）有限公司 | 一种光器件的封装结构和方法 |
| CN103562766A (zh) * | 2012-10-19 | 2014-02-05 | 刘旭航 | 紧凑型粗波分复用器及其制造方法 |
| WO2014059656A1 (zh) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | Liu Xuhang | 紧凑型粗波分复用器及其制造方法 |
| CN103562766B (zh) * | 2012-10-19 | 2016-10-05 | 深圳市易捷通光电技术有限公司 | 紧凑型粗波分复用器及其制造方法 |
| CN107422424A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-01 | 太仓宏微电子科技有限公司 | 一种基于可调谐滤波器的光交换阵列 |
| CN108507686A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-09-07 | 北京科益虹源光电技术有限公司 | 一种激光器中心波长测量的温漂反馈方法及装置 |
| CN108507686B (zh) * | 2018-02-02 | 2019-09-27 | 北京科益虹源光电技术有限公司 | 一种激光器中心波长测量的温漂反馈方法及装置 |
| CN112384748A (zh) * | 2018-05-15 | 2021-02-19 | 轻物质公司 | 光子处理系统和方法 |
| CN112384748B (zh) * | 2018-05-15 | 2022-06-17 | 轻物质公司 | 光子处理系统和方法 |
| US11626931B2 (en) | 2018-05-15 | 2023-04-11 | Lightmatter, Inc. | Photonic processing systems and methods |
| CN108958008A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-12-07 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种汞离子微波钟用光路系统及降低光噪声的方法 |
| CN109031551A (zh) * | 2018-10-10 | 2018-12-18 | 昂纳信息技术（深圳）有限公司 | 一种集成化的分光器件以及一种光学装置 |
| CN111596409A (zh) * | 2019-02-20 | 2020-08-28 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 光传输系统、调度节点、合波节点以及分波节点 |
| CN111596409B (zh) * | 2019-02-20 | 2022-08-30 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 光传输系统、调度节点、合波节点以及分波节点 |
| US11709520B2 (en) | 2019-02-25 | 2023-07-25 | Lightmatter, Inc. | Path-number-balanced universal photonic network |
| WO2020192526A1 (zh) * | 2019-03-22 | 2020-10-01 | 华为技术有限公司 | 模分复用器、模分复用系统、解复用系统及通信系统 |
| US11671182B2 (en) | 2019-07-29 | 2023-06-06 | Lightmatter, Inc. | Systems and methods for analog computing using a linear photonic processor |
| US11936434B2 (en) | 2019-07-29 | 2024-03-19 | Lightmatter, Inc. | Systems and methods for analog computing using a linear photonic processor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1243262C (zh) | 2006-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1243262C (zh) | 可调谐波长选择/锁定光密集波分复用合波/分波器 | |
| US6169828B1 (en) | Fiber optic dense wavelength division multiplexer with a phase differential method of wavelength separation utilizing a polarization beam splitter and a nonlinear interferometer | |
| AU740262B2 (en) | Cascaded optical multiplexing devices | |
| US7321704B2 (en) | Wavelength cross connect with per port performance characteristics | |
| US9780903B2 (en) | Optical wavelength demultiplexer having optical interference filters connected in cascade | |
| US20080031625A1 (en) | WDM hybrid splitter module | |
| US7826697B2 (en) | System and method for asymmetrical fiber spacing for wavelength selective switches | |
| CN1281992A (zh) | 光学系统 | |
| JP7279518B2 (ja) | 光分波器、光伝送装置及び光分波制御方法 | |
| JP2006018063A (ja) | 光導波路デバイス及び光導波路モジュール | |
| US6956987B2 (en) | Planar lightwave wavelength blocker devices using micromachines | |
| EP1759230A1 (en) | Optical band splitter/combiner and apparatus comprising the same | |
| US8639069B1 (en) | Wavelength dependent optical switch | |
| US20020176660A1 (en) | Optical wavelength multiplexer/demultiplexer and use method thereof | |
| JP2000244402A (ja) | 光システム | |
| Helkey et al. | Design of large, MEMS-based photonic switches | |
| CN115621839B (zh) | 一种激光装置及其制作方法 | |
| US6876793B1 (en) | Grating-based wavelength selective switch | |
| US7103244B2 (en) | Miniaturized reconfigurable DWDM add/drop system for optical communication system | |
| Chan et al. | 1092 channel 2-D array demultiplexer for ultralarge data bandwidth | |
| US20030048537A1 (en) | Low chromatic dispersion filter for WDM | |
| US8005328B2 (en) | Optical add/drop module | |
| JP3832743B2 (ja) | 導波路型多チャネル波長分散補償器及びそれを用いた光モジュール | |
| CN1258101C (zh) | 适合于城域网智能型双通道光纤放大器 | |
| Verbeek et al. | ‘Phased array based WDM devices |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |